Dyson-Sphären und die Suche nach außerirdischer Intelligenz

Wenn wir auf die Suche nach extraterrestrischen Zivilisationen gehen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Um alle ausführlich vorzustellen, reicht ein Beitrag kaum aus, deswegen möchte ich mich in diesem hier speziell mit zweien befassen. Dazu gehören unter Anderem sogenannte Dyson-Sphären. Ich bekomme in letzter Zeit vermehrt Fragen zu Dyson-Sphären, deswegen dachte ich mir, ich gehe in einem sowieso geplanten Beitrag etwas näher darauf ein.

Bevor wir dazu kommen, was eine Dyson-Sphäre genau ist und wie sie uns bei der Suche nach außerirdischem Leben helfen kann, müssen wir uns erst mit ein paar andere Dinge befassen: Beinahe jeder weiß, was SETI (search for extraterrestrial intelligence) ist, doch so gut wie niemand kennt SETA (Search for extraterrestrial artifacts). Während SETI sich, wie der Name schon sagt, mit der Suche nach außerirdischer Intelligenz/ außerirdischem Leben beschäftigt, geht es bei SETA um die Suche nach außerirdischen Artefakten. Das können entweder Satelliten oder Sonden sein, die von anderen Spezies entsandt wurden, oder eben Objekte wie Dyson-Sphären, die uns schon von weitem verraten, dass hier etwas oder jemand am Werk war.

SETA

Bild: bibliotecapleyades

Wenn wir von der Erde oder ihrem Orbit aus mit unseren Teleskopen einen neuen Exoplaneten entdecken, ist es so gut wie unmöglich festzustellen, ob er Leben beheimatet, dazu reicht die Auflösung bei weitem nicht aus. Zwar kann man, anhand diverser Methoden, die Atmosphären-Zusammensetzung bestimmen, doch wir können keine Bauwerke oder ähnliches erkennen. Sollte eine mögliche Zivilisation sich technisch schon weit entwickelt haben, gibt es trotzdem Hypothesen, anhand denen die Sache schon wieder ganz anders aussehen kann. 1964 schlug der russische Astronom Nikolai Kardaschow eine Kategorisierung der Entwicklungsstufe extraterrestrischer Zivilisationen anhand deren Energieverbrauch vor – die sogenannte Kardaschow-Skala:

In ihrer Grundform hat sie drei Kategorien, in die Zivilisationen auf der Basis ihrer Energieproduktion eingeordnet werden.

Typ I: Die Zivilisation ist auf der technologischen Stufe der heutigen [d. h. 1964] Erde mit einem Energieverbrauch von 4·10 hoch 12 kWh. Später wurde dies daraufhin geändert, dass die Zivilisation in der Lage ist, die gesamte auf einem Planeten verfügbare Leistung zu nutzen. Das sind ungefähr 10 hoch 16–10 hoch 17 W. (Für die Erde ist dieser Wert etwas größer als
1,74·10 hoch 17 W).

Typ II: Die Zivilisation ist in der Lage, die Gesamtleistung ihres Zentralsterns zu nutzen. Das sind ungefähr 4·10 hoch 26 W.

Typ III: Die Zivilisation ist in der Lage, die Gesamtleistung einer Galaxie zu nutzen. Das sind ungefähr 4·10 hoch 37 W.

Die menschliche Zivilisation ist derzeit unterhalb von Typ I, da wir nur in der Lage sind, einen Teil der verfügbaren Leistung auf der Erde zu nutzen. Um den Verbrauch der beschränkten fossilen Ressourcen durch eine breitere Nutzung solarer Energie abzulösen, bedarf es der Menschheit zudem noch wesentlicher Entwicklungsschritte. Der derzeitige Status der menschlichen Zivilisation wird inoffiziell Typ 0 genannt.

Jetzt wissen wir zwar, was es mit Kardaschow auf sich hat, doch immer noch nicht, was denn nun eine Dyson-Sphäre ist. Eine Dyson-Sphäre ist ein hypothetisches Konstrukt, dass den Zentralstern eines Planetensystems komplett oder teilweise umschliesst, um dessen Energie zu absorbieren oder umzulenken und damit optimal nutzen zu können.

dyson-sphäre

Bild: pravda-tv.com

Zugegeben, das sieht ein wenig nach dem Todesstern aus Star Wars aus, doch erfüllt die Dyson-Sphäre natürlich einen ganz anderen Zweck. Ihr Name geht auf den Physiker Freeman Dyson zurück, der diese Hypothese erstmals in der Juni-Ausgabe der Zeitschrift Science im Jahr 1960 beschrieb. Nun taucht die Frage auf, ob wir so etwas denn überhaupt entdecken könnten, nachdem man den Stern selbst ja nicht mehr sieht, zumindest nicht vollständig. Doch etwas derartiges würden wir anhand etwas anderem aufspüren, und zwar der Infrarotstrahlung. Auch wenn die Zivilisation die komplette Energie des Sterns nutzen würde, muss sie laut dem Energiehaltungsgesetz auch wieder abgegeben werden, und das tut sie in erster Linie als Infrarotstrahlung und zwar in einer Form und Menge, die so in der Natur nicht vorkommen würde. Darüber hinaus fällte es auf, wenn ein Planetensystem um etwas kreist, was nicht zu sehen ist.

Für die Entwicklung und Umsetzung einer solchen Sphäre, müsste die Zivilisation mindestens die Entwicklungsstufe 2 auf der Kardaschow-Skala erreicht haben. Sollten wir also eines schönen Tages auf etwas derartiges Stoßen, wäre es mit Sicherheit die gewaltigste Entdeckung, die die Menschheit je gemacht hätte. Und um das Thema jetzt noch perfekt abzurunden, hier noch die verschiedenen Überlegungen, wie verschiedene Modelle der Sphäre aussehen könnten:

Der Schwarm:

Dieses Modell besteht aus einer Vielzahl einzelner Sonnenkollektoren, die unabhängig voneinander den Stern umkreisen. Etwas derartiges wäre rein theoretisch mit unserer heutigen Technik bereits realisierbar. Allerdings fehlen uns bei weitem die Möglichkeiten, so viele Ressourcen aufzubringen. Dafür müsste man mindestens einen größeren Asteroiden oder einen kleinen Mond verwerten.

Dyson-Schwarm

Bild: wikipedia

Die Schale:

Damit ist eine Hülle gemeint, die den Stern vollständig umschließt (siehe Bild weiter oben – der „Todesstern“). Aus der Science Fiction wurde bei diesem Modell entweder auf der Innenseite bzw der Aussenseite der Hülle eine künstliche Atmosphäre geschaffen, um die Sphäre zu besiedeln. Allerdings steht dieses Vorhaben im Wiederspruch zu einigen Naturgesetzen, z.B. würden unsere heutigen Materialien mangels Druckfestigkeit den enormen Tangentialkräften nicht standhalten können.

Die Blase:

Eine dritte Form ist die „Dyson-Blase“, die nur aus sehr wenig Masse besteht und durch den Strahlungsdruck der Sonne und den Sonnenwind stabil gehalten wird. Ein Stützgerüst ist nicht notwendig. In der bildlichen Darstellung unten ist das Zentralgestirn zum besseren Verständnis zu sehen. Tatsächlich würde aber das Material der Blase den größten Teil des sichtbaren Lichts zwecks Energiegewinnung absorbieren und damit den Stern verdecken.

Dyson-Scheibe

Bild: wikipedia

So, nun haben wir einen kleinen Einblick in die Suche nach außerirdischer Intelligenz erhalten. Wie oben bereits erwähnt, gibt es dutzende Verfahren, mit denen Wissenschaftler aktuell nach fremden Lebewesen Ausschau halten. Zwar bin ich kein Optimist, was diese Suche angeht, hege aber trotzdem die Hoffnung, dass wir eines Tages fündig werden und den endgültigen Beweis erhalten, dass wir nicht alleine im Universum sind.

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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Eine Antwort zu Dyson-Sphären und die Suche nach außerirdischer Intelligenz

  1. wordBUZZz schreibt:

    Das erinnert mich ein wenig an dass Fermi-Paradoxon. Hast du darüber auch schon mal einen Artikel geschrieben? 🙂

    Und ich glaube ich fände die Kuppel, für mich am schlimmsten. Energie hin oder her ich stehe doch ganz gerne auf die leuchtende Scheibe am Tag. Die erste Lösung fände ich am besten, nur müsste man wirklich auf das Kolisionsrisiko achten…

    Gefällt mir

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